非局域介质中单光束高斯型孤子传输的解析解

从光束传输满足的一般非线性薛定谔方程出发,利用强非局域介质中介质响应函数的特点,对非线性方程进行合理处理,得到光束传输满足的线性方程,使得找寻强非局域介质中光束传输的解析解成为可能.针对单高斯光的演化情况详细地给出了利用这一模型求解光束解析解的过程,使得利用叠加原理求解该介质中多光束传输,并进而实现光控制光成为可能.     

环形光束中双层球的光俘获

基于光镊的几何光学模型建立了内层折射率小于外层折射率和周围介质折射率的双层球形微粒在环形光束中的光俘获力的模型.以空心球壳为例,对其在TEM01>模式的环形高斯光束中受到的光俘获力进行了数值模拟.通过数值模拟的结果,分析了俘获低折射率双层球的三维条件.发现低折射率双层球形微粒在光轴上的稳定俘获位置较之高折射率双层球形微粒的稳定俘获位置逆着光束传播方向移动.另外,在一定条件下在光轴以外的位置低折射率双层球形微粒也能被稳定俘获.     

弱非局域介质中1＋2维高斯型损耗空间光孤子

利用变分法研究了1＋2维傍轴高斯型光束在含有小损耗的弱非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率。在介质损耗足够小的前提下,当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个束宽随传输距离缓慢展宽了的1＋2维高斯光束型准空间光孤子—损耗空间光孤子。     

双层介质球的弹性高斯光散射

本文利用高斯光束场的矢量球波函数展开式，给出了高斯光束入射到单层，双层介质球上的弹性散射场分布。     

单束激光势阱中的瑞利粒子

用瑞利散射理论导出了强聚焦TEM_∞高斯光束中球状和椭球状粒子的受力公式,指出了吸收对俘获瑞利球、椭球、圆柱和圆片状粒子的重要影响及可俘获的条件,并讨论各种非球粒子在偏振和非偏振光束中的取向。     

磁光盘信息读出系统的光学问题

在基于磁光克尔效应的光盘存储技术中,磁光介质特性与光学头性能优劣直接影响到系统信噪比质量.不断优化光学系统特性来改善系统信噪比和提高系统的可靠性与稳定性一直是研究的课题.本文将只涉及磁光材料的磁光克尔效应.详细讨论磁光信息读取光学系统以及光学系统特性对系统信噪比的影响,包括差动法信号取出的噪声特性分析,然后给出优化措施.1 磁光信息读取原理图1为磁光盘信息读取光学系统简图.激光束A经分光棱镜BS后,由会聚物镜OB在光盘OD磁光介质上形成亚微米级光点,高速旋转的光盘信息经此光点扫描后,其克尔效应信息调制了反射光束,携带了数据信息的反射光束C再经物镜OB与分光棱镜BS后,出射光束D经λ/2波片后,出射光束E.E经检偏器件PBS后,出射光束O_1与O_2,O_1和O_2分别经光电二极管PD_1和PD_2后,产生电信号.此电信号经后继电子系统进行差分放大.这样便可检出磁光盘上所记录的信息.2 信噪比分析     

余弦高斯光束通过负折射率介质的传输特性

在傍轴近似情况下,利用柯林斯公式计算出了余弦高斯光束通过负折射率介质的光强解析表达式。研究了负折射率材料工作频率和余弦高斯光束的调制参数对余弦高斯光束光强的影响。计算结果表明:可以利用负折射率介质的工作频率控制余弦高斯光束的光强。此研究结果提供了一种控制余弦高斯光束传输特性的新方法和技术。     

偏振涡旋孤子光束能否携带涡旋相位

理论上研究了柱对称矢量光束在克尔非线性介质中形成的偏振涡旋空间光孤子,并把这种新奇的光孤子与传统的相位涡旋空间光孤子作了比较.最终分别在直角坐标系和极坐标系下证明了这种偏振涡旋孤子光束不能携带涡旋相位.     

声光调制的光学双稳态实验研究

本文论述了双声-光调制,位相延迟等构成的一种新的双稳态系统,并对声-光调制及光信号的接收、调制的相位延迟和利用副载波调制激光光强载波的机制进行了实验。声-光调制器:某些晶体和液体由于机械形变会显出折射率的改变,声波和超声波通过此种介质时,会使介质密度呈疏密交替变化,从而引起折射率相应变化。某一时刻的折射率分布决定于该时刻的声场分布,但对从侧面入射而通过介质的光束而言,由于光速很大,在光通过声束的时间间隔内,声波场变动极小,可视为不变。因此,介质成为一位相光栅,光束通过后发生衍射现象。当超声频率较低,光束垂直于声波传播方向入射,并且通过声束程长较     

粒子在双涡旋光束中的受力特性

从理论上分析了空气中的球形吸收粒子在双涡旋光束中的受力特性,分别从径向和横向两个方向分析了粒子的受力情况,估算了粒子在双涡旋光束中所受的径向力随粒子半径与光腰半径的比值、衍射距离的变化关系,以及粒子所受横向力与涡旋光束环半径的关系,估算了捕获粒子的最大径向力和横向力.     

基于动力方法的改进杆件轴力识别

在针对杆系结构中轴力杆或者索缆结构中的短索所提出的识别边界不确定的杆件轴力的解析方法基础上,提出了一种改进的轴力识别方法.首先,采用修正的Timoshenko梁理论,充分考虑转动惯量、剪切变形、剪切变形引起的转动惯量和传感器质量对结构动力特性的影响,建立改进的动力方程;然后通过Matlab软件进行数值模拟,提取某杆件的前五阶频率和模态参数,以此构建特征方程进而识别杆件轴力,从4个方面分析了修正Timoshenko梁理论相对传统Timoshenko梁理论识别精度提高的原因;最后通过实验数据验证了该方法的精确性和适用性.这种改进方法的优点在于无须事先假定边界条件,仅知传感器之间的相对位置即可实施,因而适用范围较广.     

基于曲线拟合的平面弧形梁内力简化计算

为解决在计算弧形梁内力时存在的单元数量与计算精度之间的矛盾,通过数值拟合的方法,建立了均布荷载作用下平面弧形梁内力与等跨直梁内力之间的数学模型,通过该模型能够较容易地由直梁内力求出弧形梁的内力。计算简单,运算效率高,计算误差满足工程计算要求,计算结果偏于安全,具有一定实际应用价值。     

地基挖槽内基础梁的计算

本文对有挖槽的半无限弹性地基上基础梁的计算提出了一个分析方法.应用弹性理论中复变函数保角变换法,求得挖槽底在单位均布力作用下的沉陷,进而采用日莫契金链杆法,求出基础梁的反力和内力.     

基于线性互补算法的叠梁接触规律研究

确定叠梁层间发生接触的区间及接触力分布规律是叠梁计算的关键.为克服以往解析解答得到的结论不合实际的现象,将叠梁接触问题构造为线性互补问题,并给出其一般求解过程.为验证该法的合理性,以梁与刚体接触问题的Timoshenko解答与胡海昌解答为例进行对比分析.在此基础上,对典型荷载作用下的叠梁接触问题进行了计算,并对其影响因素进行了深入研究.最后得到如下主要结论:刚度比、荷载作用形式以及剪切挠度对叠梁层间接触规律影响均非常明显;考虑剪切变形影响时,叠梁接触力由集中力变为分布力;集中力作用下,叠梁接触趋于点接触,均布力作用下,叠梁接触趋于线接触;上下梁刚度相等是叠梁接触力分布规律的一个转折点,不同的上下梁刚度比会得到不同的接触规律.     

溶槽地段双跨连拱隧道的结构计算与分析

双跨连拱隧道以设置地基梁的方式穿过大型溶槽地段.根据地基梁与隧道结构的关系并结合施工的实际情况,确定计算模式与作用荷载;讨论连续跨越不同地基弹性地基梁的受力状态,同时对仰拱的作用及中墙在隧道结构中的重要性进行分析.研究结果表明:2种不同地基介质的交界处是地基梁的最危险点,容易发生剪切与拉裂破坏;溶槽充填物的物理性质对地基梁具有显著的影响,充分考虑充填物的承载能力是合理的;仰拱能明显改善衬砌鲻结构的受力状态,但对分散地基梁的荷载作用不大;中墙是隧道结构的关键部位,对其在施工过程中的偏压状态,应该采取工程措施予以改善.     

亚健康公路混凝土梁式桥的限载方法研究

 为合理适度地利用亚健康公路梁式桥的通行能力,引入了亚健康公路梁式桥的使用承载能力的概念,基于工程可靠度的分析方法,结合实际现役亚健康公路梁式桥的外观检查、荷载试验及有限元分析结果,以混凝土梁式桥的裂缝宽度作为广义抗力,综合考虑了运营荷载、钢筋锈蚀等随机因素,探讨了亚健康公路混凝土桥梁使用承载能力的可靠度分析方法,结合工程实例提出了亚健康桥梁的限载方法,为现役亚健康公路桥梁的科学限载及合理使用提供了理论依据。     

连续钢梁顶推过程局部接触分析及改善措施

为了研究大跨度连续钢梁顶推的局部受力特性,以6×90m变曲率竖曲线连续钢梁顶推为研究对象,根据梁不动、下部支撑移动的＂倒退＂方法,采用商用程序MIDAS 2006建立顶推整体有限元模型,并对其进行仿真分析。在此基础上,根据顶推整体仿真计算结果,选取滑道处钢梁最不利工况,借助EXCEL和CAD等辅助工具,运用ANSYS的APDL语言快速建立＂梁-壳-实-接触＂混合有限元模型。理论和实测值均表明：最不利工况下滑道处钢梁局部受力满足要求,但转角位移过大。结合工程实际情况,提出了2种有效改善措施：第一种采用台阶导梁;第二种采用台阶导梁、压重和增大部分钢梁截面刚度的组合方式。     

不同工况下螺栓连接梁有限元仿真分析与强度校核研究

为研究螺栓连接梁在不同危险工况下的结构强度及安全性，本文采用了仿真和理论相结合的方法，对受偏心载荷的螺栓连接梁危险工况进行综合分析。并针对仿真结果中应力较大的螺栓部分采用了建立子模型的方法进一步仿真分析，以确保横梁结构安全可靠。使用了力线平移定理对横梁所受载荷进行简化，并对横梁进行强度校核。研究结果表明：（1）横梁在危险工况下各结构均满足强度要求，且不同危险工况对横梁结构的变形及应力影响较小；（2）螺栓预紧力是导致螺栓结构产生较大应力的原因，而外载荷对螺栓结构的影响较小；（3）在忽略螺栓结构对横梁结构的影响后，横梁强度校核结果与仿真结果近似相同，且均满足材料的强度要求。综上所述，通过仿真分析及理论强度校核均可证明该螺栓连接梁在各工况下均能满足强度需求。同时该研究也为后续研究该类型横梁提供一定的仿真及理论依据。     

微波着陆系统波束指向误差仿真分析

为了提高微波着陆系统地面设备的角度引导精度,基于微波线性相控阵天线理论,分析了地面角度引导设备产生相控阵天线波束指向误差的主要原因——数字移相器的量化误差,并进行了不同量化阶数下的舍尾法馈相误差分析及仿真。为了寻求系统精度与设备成本的折衷,在采用四位移相器的条件下比较了随机馈相法与传统的舍尾馈相法的波束指向误差,仿真分析了相位误差均值为零法与适当随机相位量化法对波束指向误差的影响;这两种方法消除了周期性误差峰值,提高了相控阵天线的波束指向精度,其中适当随机相位量化法效果更佳;说明了采用随机馈相法能够有效减小因数字式移相器相位量化误差导致的波束指向误差,使系统精度明显提高。     

矩阵混合法分析连续梁

本文以简支梁式单元为基本结构,以初始向量为参数,通过三阶矩阵相乘运算,推导出分析连续梁的矩阵混合法。该法兼有矩阵力法和矩阵位移法的优点,公式统一,计算简便,更适合小型机电算。